Wydział Kształtowania Środowiska i Rolnictwa - Agrobioinżynieria (S1)
specjalność: Produkcja ogrodnicza
Sylabus przedmiotu Inżynieria bioprocesowa:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Agrobioinżynieria | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Inżynieria bioprocesowa | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Bioinżynierii | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Krystyna Cybulska <Krystyna.Cybulska@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | |||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | 7 | Grupa obieralna | 2 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Zagadnienia z podastw biologii i inżynierii |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Celem przedmiotu jest zapoznanie studenta z podstawą wiedzy na temat bioprocesów i urzązeń w których są one przeprowadzane. |
| C-2 | Celem jest przygotowanie studenta do znajomości działania, obsługi i prowadzenia urządzeń - bioreaktorów w skali aplikacyjnej. |
| C-3 | Zapoznanie z podstawowymi procesami i operacjami jednostkowymi, które są stosowane w przemysłowych procesach biotechnologicznych. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Wprowadzenie | 2 |
| T-L-2 | Projektowanie podstawowych wymiarów bioreaktora | 2 |
| T-L-3 | Projektowanie urządzeń służących do mieszania podłoża hodowlanego w bioreaktorze | 2 |
| T-L-4 | Zapotrzebowanie na moc przez mieszadła mechaniczne - wyliczenie | 2 |
| T-L-5 | Obliczenie zapotrzebowania na moc w układach dwufazowych. | 2 |
| T-L-6 | Produkcja kwasu cytrynowego metodą wgłębną i powierzchniową. | 2 |
| T-L-7 | Procesy fermentacyjne. Urządzenia i bioprodukty. | 2 |
| T-L-8 | Zajęcia praktyczne przy bioreaktorze. | 2 |
| T-L-9 | Prcocesy biofiltracyjne. Urządzenia, nośniki i wydajność procesu. | 2 |
| T-L-10 | Szczepy, kolekcje i przechowywanie drobnoustrojów wykorzystywanych w bioprocesach. | 2 |
| T-L-11 | Badanie kinetyki reakcji enzymatycznych. Wyznaczenie stałych reakcji enzymatycznych. | 3 |
| T-L-12 | Badanie kinetyki reakcji fotochemicznych. Wyznaczanie stałej szybkości. | 3 |
| T-L-13 | Immobilizacja zwiazków aktywnych. Enkapsulacja – unieruchamianie biologicznie aktywnych czynników w kapsułkach hydrożelowych | 2 |
| T-L-14 | Doświadczalne metody oznaczania biomasy drożdży | 2 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Bioprocesy - wprowadzenie | 2 |
| T-W-2 | Biokatalizatory. Metody i sposoby immbilizacji komórek i enzymów. | 2 |
| T-W-3 | Automatyczne pomiary gęstości i liczebności komórek w bioprocesach. | 2 |
| T-W-4 | Rodzaje i przykłady bioreaktorów. Urządzenia dodatkowe. | 2 |
| T-W-5 | Elementy hydrodynamiki płynów doskonałych i rzeczywistych. Metody napowietrzania. Makro – i mikromieszanie, cyrkulacja cieczy, typy mieszadeł. Liczby charakteryzujące procesy mieszania – liczba Reynoldsa, liczba Newtona. Metody separacji i oczyszczania bioproduktów - sedymentacja, flotacja, metody filtracyjne, procesy membranowe, techniki wirowania, metody homogenizacji, ekstrakcja, metody sorpcyjne, destylacje, metody chromatograficzne. Suszenie bioproduktów. Wymiana masy, wymiana ciepła. Podstawy bilansowania procesów. | 10 |
| T-W-6 | Powstawanie piany w bioprocesach. Metody, urządzenia i substancje do ścinania piany. | 2 |
| T-W-7 | Aseptyka w bioprocesach. Możliwości i drogi zakażenia hodowli w bioreaktorze. Zapobieganie infekcjom i ich zwalczanie. | 2 |
| T-W-8 | Rodzaje i przykłady bioproduktów. | 2 |
| T-W-9 | Optymalizacja przebiegu bioprocesu. Optymalizacja składu podłoży i warunków hodowli. | 2 |
| T-W-10 | Proces biogazowania. Etapy i urządzenia. | 2 |
| T-W-11 | Proces bifiltracji zanieczyszczeń środowiskowych. Nośniki, urządzenia i wydajność | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-L-2 | Przygotowanie do zajęć i do zaliczenia | 18 |
| A-L-3 | Konsultacje | 2 |
| 50 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-W-2 | Samodzielne analizowanie literatury | 10 |
| A-W-3 | Przygotowanie do zaliczenia | 8 |
| A-W-4 | Konsultacje | 2 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Prezentacje multimedialne |
| M-2 | Zajęcia laboratoryjne i projektowe. |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: zaliczenie pisemne |
| S-2 | Ocena formująca: projekty |
| S-3 | Ocena formująca: Ocena wyników, obliczeń i nterpretacji badań wykonanych podczas ćwiczeń laboratoryjnych |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ABI_1A_C19-02_W01 Student ma poszerzoną wiedzę z zakresu metod bioinżynieryjnych, a także zna i rozumie podstawowe relacje ekologiczne w odniesieniu do biosystemów oraz produkcji rolniczej i ogrodniczej | ABI_1A_W02 | — | — | C-1, C-3 | T-W-9, T-W-6, T-W-8, T-W-7, T-W-3, T-W-1, T-W-2, T-W-11, T-W-4, T-W-10 | M-1 | S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ABI_1A_C19-02_U01 Student potrafi wykrywać związki i zależności w procesach zachodzących w systemach rzeczywistych i na tej podstawie tworzyć modele komputerowe i przeprowadzać ich symulacje. Potrafi pozyskiwać, przesyłać, przetwarzać dane, podsumowywać wyniki eksperymentów empirycznych, dokonywać interpretacji uzyskanych wyników i formułować wynikające z nich wnioski | ABI_1A_U04, ABI_1A_U06 | — | — | C-2 | T-L-2, T-L-3, T-L-1, T-L-6, T-L-12, T-L-14, T-L-10, T-L-4, T-L-13, T-L-11, T-L-7, T-L-9, T-L-5, T-L-8 | M-2 | S-2, S-3 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ABI_1A_C19-02_K01 Student jest gotów do krytycznej oceny posiadanej wiedzy oraz ma świadomość jej znaczenia w procesie rozwiązywania szeregu problemów inżynierskich i technicznych. Jest gotów do podjęcia społecznej, zawodowej i etycznej odpowiedzialności za pełnione role zawodowe i wymagania tego do innych oraz dbałości o dorobek i tradycje zawodu | ABI_1A_K01, ABI_1A_K03 | — | — | C-1 | T-W-1 | M-1 | S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ABI_1A_C19-02_W01 Student ma poszerzoną wiedzę z zakresu metod bioinżynieryjnych, a także zna i rozumie podstawowe relacje ekologiczne w odniesieniu do biosystemów oraz produkcji rolniczej i ogrodniczej | 2,0 | Brak podstawowej wiedzy z zakresu bioprocesów i urządeń w których te procesy się prowadzi. |
| 3,0 | Podstawowa wiedza z zakresu bioprocesów i urządeń w których się je prowadzi. | |
| 3,5 | Podstawowa wiedza z zakresu bioprocesów i urządeń w których się je prowadzi. | |
| 4,0 | Poszerzona wiedza z zakresu biprocesów i urządeń w których się je prowadzi. | |
| 4,5 | poszrzona wiedza z zakresu bioprocesów i urządeń w których się je prowadzi. | |
| 5,0 | Szeroka wiedza z zakresu biprocesów i urządeń w których się je prowadzi. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ABI_1A_C19-02_U01 Student potrafi wykrywać związki i zależności w procesach zachodzących w systemach rzeczywistych i na tej podstawie tworzyć modele komputerowe i przeprowadzać ich symulacje. Potrafi pozyskiwać, przesyłać, przetwarzać dane, podsumowywać wyniki eksperymentów empirycznych, dokonywać interpretacji uzyskanych wyników i formułować wynikające z nich wnioski | 2,0 | Brak umiejetności z zakresu prowadzenia bioprocesów w urządeniach do tego przeznaczonych |
| 3,0 | Podstawowe umiejętności z zakresu prowadzenia bioprocesów w urządzeniach do tego przenaczonych | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ABI_1A_C19-02_K01 Student jest gotów do krytycznej oceny posiadanej wiedzy oraz ma świadomość jej znaczenia w procesie rozwiązywania szeregu problemów inżynierskich i technicznych. Jest gotów do podjęcia społecznej, zawodowej i etycznej odpowiedzialności za pełnione role zawodowe i wymagania tego do innych oraz dbałości o dorobek i tradycje zawodu | 2,0 | Brak podstawowych kompetencji w zkresie tematu znajomości bioprocesów i rządzeń w których się je prowadzi. |
| 3,0 | Podstawowe kompetencjie w zkresie tematu znajomości bioprocesów i rządzeń w których się je prowadzi. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Gretchen Kenney, Bioengineering: Concepts and Applications, Syrawood Publisching House, 2019
- Stanisław Ledakiewicz, Inżynieria biochemiczna, PWN, 2018
- P. Doran, Bioprocess Engineering. Principles, AP, 2012
- Lewicki Piotr, Lenart Andrzej, Kowalczyk Roman, Inżynieria procesowa i aparatura przemysłu spożywczego, WNT, 2012
- Danuta Lipińska, Podstawy inżynierii środowiska, WUŁ, 2016
- Włodzimierz Bednarski, Biotechnologia żywności, WNT, 2001
- J. Bałyga M. Henczka, Wioleta Podgórska, Obliczenia w inżynierii bioreaktorów, Oficyna Wydawnicz PW, 1996
- Szewczyk K.W., Technologia biochemiczna, Oficyna wydawnicza PW, 1997
- Zarzycki R., Imbierowicz M., Stelmachowski M., Wprowadzenie do inżynierii i ochrony środowiska, WNT, Warszawa, 2007
Literatura dodatkowa
- Włodzimierz Bednarski, Podstawy biotechnologii przemysłowej, WNT, 2017
- Moskal A., Jackiewocz -Zagórska A., Panconek A., Podstawy inżynierii chrmicznej i procesowej. Zadania z elementami teorii., Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2016